上一節(jié)我們講了樹莓派可以通過(guò)輸入輸出(I/O)來(lái)與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行溝通。今天我們實(shí)際操作一下，通過(guò)樹莓派的GPIO來(lái)控制發(fā)光二極管，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)如何通過(guò)程序來(lái)控制實(shí)際的電路。

需要的材料

要完成本節(jié)的實(shí)驗(yàn)，需要準(zhǔn)備如下的電子原件：

• 一個(gè)發(fā)光二極管，顏色不限
• 一個(gè)500-2K歐姆的電阻。我使用的是1K歐姆的電阻。
• 兩條跳線
• 面包板（可選，沒(méi)有面包板，需要把元器件直接連接，容易出問(wèn)題）
• 樹莓派GPIO擴(kuò)展組件（可選）

下面我們來(lái)逐個(gè)介紹一f下這些原器件，已經(jīng)知道的同學(xué)可以跳過(guò)。

發(fā)光二極管

是二極管的一種，二極管的主要特性是整流，既電流只能正向流過(guò)，反方向會(huì)被阻斷。發(fā)光二極管也叫LED，當(dāng)電流正向流過(guò)時(shí)可以發(fā)光，有很多顏色可選，主要用途是標(biāo)識(shí)電路的工作狀態(tài)，最常見的是各種電器電源指示燈，表示現(xiàn)在電器已經(jīng)通電正在工作中。在電路中二極管的符號(hào)如下

電阻

顧名思義，電阻主要是阻擋電流通過(guò)，控制電路中電流的大小。用歐姆（符號(hào)是Ω）來(lái)表示電阻大小，今天我們使用的1K歐姆電阻可以幫助保護(hù)樹莓派，發(fā)光二極管正向電阻基本為0，如果沒(méi)有電阻保護(hù)，二極管發(fā)光時(shí)的電流過(guò)大，會(huì)燒毀樹莓派。電阻的符號(hào)有如下2種：

面包板

是用于實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)電路的特別好的工具，它上面有很多小插孔，可以插入各種電子元件，非常適合進(jìn)行電路調(diào)試和設(shè)計(jì)。

面包板上下標(biāo)有+,-符號(hào)的是電源區(qū)，每行是相通的，用來(lái)連接外部的電源，通常用上面的+連接外部電源正極，下面的-連接電源負(fù)極。中間部分標(biāo)有ABCD...的是元件區(qū)，ABCDE是豎著相通的，下面的FGHIJ也是豎著相通的。

跳線

跳線是用來(lái)連接不同元件的，有公對(duì)公，公對(duì)母，母對(duì)母三種。

如果不用面包板，用跳線直接連GPIO時(shí)，跳線的一端必須是母頭，以插到GPIO的引腳上，我們使用面包板和GPIO擴(kuò)展，所以使用的公對(duì)公跳線。

樹莓派GPIO擴(kuò)展組件

直接讓元器件直連GPIO雖然可行，但容易出現(xiàn)短路，連接不牢等問(wèn)題，所以最好使用擴(kuò)展組件+面包板的組合，這樣搭起電路來(lái)更方便。市場(chǎng)上的GPIO擴(kuò)展組件比較多，我使用的是一個(gè)擴(kuò)展電路板+擴(kuò)展排線的方式。下圖中擴(kuò)展電路板已經(jīng)與排線連好了。

好，現(xiàn)在我們的全部元器件都準(zhǔn)備好了。

現(xiàn)在我們按下面的電路把這些元器件連起來(lái)

引腳1是3.3V的電源，GND可以連接GPIO的引腳6或者14等（標(biāo)識(shí)為GND的引腳都可以）。

這時(shí)給樹莓派通電開機(jī)，連接電路后可以看到二極管亮起來(lái)。這樣做的目的是確保電路連接正常，方便接下來(lái)的程序控制。

接下來(lái)我們把連接電源的跳線（上圖為紅色線）換到GPIO27(第12號(hào)引腳），LED燈熄滅了，因?yàn)镚PIO默認(rèn)為輸入，現(xiàn)在是低電壓，沒(méi)法讓燈亮起來(lái)。

控制LED的Python程序

現(xiàn)在讓我們開始編寫代碼來(lái)控制連接到GPIO27的LED電路吧。代碼如下：

import RPi.GPIO as GPIO    #需要使用別人寫好的類庫(kù)
from time import sleep     #需要使用別人寫好的類庫(kù)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(27,GPIO.OUT)  #這2句把GPIO27設(shè)置為輸出模式
while True:
    GPIO.output(27,True)   #在GPIO輸出高電位1，此時(shí)LED亮
    sleep(1)             #等1秒
    GPIO.output(27,False)  #在GPIO輸出低電位0，此時(shí)LED滅
    sleep(1)            #等待1秒

用上面的程序，可以讓LED亮1秒暗1秒，直到程序退出。如果你連接的不是GPIO27，請(qǐng)把上面代碼的27換成你實(shí)際連接的GPIO編號(hào)。（你也可以嘗試修改sleep的時(shí)間，比如改為0.2, 3等來(lái)試一下不同的LED閃爍效果）

現(xiàn)在我們體會(huì)到了用程序和GPIO控制實(shí)際電路是怎么回事了，你可能對(duì)上面的Python代碼還不了解，下一講我們將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)講解，同時(shí)換另一種更簡(jiǎn)介的代碼來(lái)控制LED。